Xilinx原語ODDR概述和使用

ODDR is Xilinx HDL Language Template。

ODDR：Output Double Data Rate（DDR） 。

在介紹ODDR之前，我們先簡單了解一下OLOGIC。

OLOGIC塊在FPGA內的位置緊挨著IOB，其作用是FPGA通過IOB發送數據到器件外部的專用同步塊。OLOGIC 資源的類型有OLOGIC2（位於HP I/O banks）和OLOGIC3（位於HR I/O banks）。

OLOGIC2和OLOGIC3不屬於原語，正因為這樣，所以它們不能被直接例化。它包含在布局布線後用戶可例化的一些元素，例如一個輸出觸發器（OFD–output flip-flop）或者一個ODDR（output DDR element）。

OLOGIC主要由兩個block組成，一個用於配置輸出路徑。另外一個用於配置三態控制路徑。這兩個block具有共同的時鐘，但是具有不同的使能信號OCE和TCE。兩者具有由SRVAL屬性精緻的異步和同步set和reset（S/R信號）。

輸出路徑和三態控制路徑可以 以 下列模式之一獨立配置：

1.邊沿觸發的D觸發器

2.DDR模式（ASAME_EDGE 或 OPPOSITE_EDGE）

3.電平敏感鎖存器

4.異步電路/組合邏輯

OLOGIC block中的各種邏輯資源如下：

Output DDR概述（ODDR）

7系列器件在OLOGIC中有專用寄存器來實現輸出DDR寄存器。這個功能在例化ODDR時可見。在使用OLOGIC時，DDR的復用是自動的，不需要手動控制多路復用。這個控制是從時鐘產生的。

ODDR原語是由一個時鐘輸入，下降沿數據由輸入時鐘的本地反轉來計時。反饋到I/O塊的所有的時鐘被完全復用。例如：在ILOGIC和OLOGIC塊之間沒有時鐘共享。ODDR原語支持OPPOSITE_EDGE 模式、SAME_EDGE模式。

SAME_EDGE模式與Virtex-6架構相同，這個模式允許設計者在ODDR時鐘的上升沿向ODDR原語提供數據輸入，從而節省CLB和時鐘資源，並提高性能。此模式使用DDR_CLK_EDGE屬性實現。它也支持三態控制。

1） OPPOSITE_EDGE 模式

在此模式中，時鐘邊沿被用來以兩倍的吞吐量從FPGA邏輯中捕獲數據。這種結構與virtex-6的實現比較相似。兩個輸出都提供給IOB的數據輸入或者三態控制輸入。使用OPPOSITE_EDGE模式的輸出DDR時序圖如下圖所示：

2）SAME_EDGE 模式

在此模式下，數據可以在相同的時鐘邊沿送給IOB。相同的時鐘沿將數據送給IOB可以避免建立時間違規，並允許用戶使用最小的寄存器來執行更高的DDR頻率來進行寄存器的延遲，而不是使用CLB寄存器。下圖顯示了使用SAME_EDGE模式的輸出DDR的時序圖：

時鐘前向

輸出DDR可以發送時鐘的副本到輸出。這對於傳播時鐘和DDR數據之間相同的延時是非常有用的，並且對於多個時鐘生成，每個時鐘負載具有唯一的時鐘驅動器。這是通過將ODDR原語中D1輸入設置為高，D2輸入設置為低來實現的。Xilinx建議使用此方案將FPGA邏輯時鐘轉發到輸出引腳。

輸出DDR原語（ODDR）

ODDR原語結構圖如下。

表2-10列出了ODDR埠信號。

表2-11描述了各種屬性和ODDR原語的默認值。

ODDR在verilog中的接口例化

ODDR #（

.DDR_CLK_EDGE（「OPPOSITE_EDGE」）， // 「OPPOSITE_EDGE」 or 「SAME_EDGE」

.INIT（1『b0）， // Initial value of Q： 1』b0 or 1『b1

.SRTYPE（「SYNC」） // Set/Reset type： 「SYNC」 or 「ASYNC」

） ODDR_inst （

.Q（Q）， // 1-bit DDR output

.C（C）， // 1-bit clock input

.CE（CE）， // 1-bit clock enable input

.D1（D1）， // 1-bit data input （positive edge）

.D2（D2）， // 1-bit data input （negative edge）

.R（R）， // 1-bit reset

.S（S） // 1-bit set

）;

// End of ODDR_inst instantiation

注意：

1.Set和Reset不能同時置位。

2.ODDR原語的復位需要約12個clock，第一次輸入的數據可能會有問題（親測）。

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